THE Osmoottinen paine voidaan määritellä lyhyesti paineeksi, joka tarvitaan estämään osmoosin spontaani esiintyminen a systeemi eli se, että liuotin laimeammasta liuoksesta siirtyy väkevämmäksi liuokseksi kalvon läpi puoliläpäisevä.
Mutta miten osmoskopia On yhteisomistus, tämä tekijä riippuu liuenneiden hiukkasten määrästä, joka on erilainen molekyyli- ja ioniliuoksille. Siksi tapa osmoottisen paineen (π) laskemiseksi on myös erilainen näissä kahdessa tapauksessa.
Molekyyliliuokset ovat sellaisia, joissa liuotettu aine ei ionisoidu vedessä, eli se ei muodosta ioneja, mutta sen molekyylit yksinkertaisesti erottuvat toisistaan ja liukenevat liuokseen. Näissä tapauksissa osmoottinen paine voidaan laskea seuraavalla matemaattisella lausekkeella:
π = M. A. T
M = liuoksen molaarisuus (mol / L);
R = täydellisten kaasujen universaalivakio, joka on 0,082 atm. L. mol-1. K-1 tai 62,3 mm Hg L. mol-1. K-1;
T = absoluuttinen lämpötila, Kelvineinä.
Tämän ilmaisun ehdotti tutkija Jacobus Henricus Van 't Hoff Junior havaittuaan, että osmoottisen paineen käyttäytyminen on hyvin samanlaista kuin ihanteellisen kaasun osoittama. Tästä Van 't Hoff Júnior ehdotti tapaa määrittää osmoottinen paine (π) ihanteellisen kaasuyhtälön (PV = nRT) avulla.
Esimerkiksi, jos sekoitamme sokeria veteen, meillä on molekyyliliuos, koska sokeri (sakkaroosi) on molekyyliyhdiste, jonka kaava on C12H22O11. Sen molekyylit erotetaan yksinkertaisesti vedellä, irtoavat toisistaan, pysyvät kokonaisina ja jakamattomina.
Ç12H22O11 (s)→Ç12H22O11 (aq)
Läsnä olevien molekyylien määrä lasketaan moolien määrän ja Avogadron lukumäärän välisen suhteen avulla, kuten alla on esitetty:
1 mooli C: tä12H22O11→s1 mooliÇ12H22O11 (aq)
6,0. 1023 molekyylejä→6,0. 1023 molekyylejä
Huomaa, että liuenneiden molekyylien määrä pysyy samana kuin ennen niiden liuottamista veteen.
Siksi, jos tarkastellaan 1,0 mol / l sakkaroosiliuosta 0 ° C: n (273 K) lämpötilassa, paineen, joka on käytettävä estämään tämän liuoksen osmoosi, tulisi olla yhtä suuri kuin:
π = M. A. T
π = (1,0 mol / L). (0,082 atm. L. mol-1. K-1). (273 kt)
π ≈ 22,4 atm
Mutta jos liuos on ioninen, liuokseen liuenneiden hiukkasten määrä ei ole sama kuin alkuun asetettu määrä, koska ionisen liuenneen aineen ionisaatio tai dissosiaatio muodostuu ioneja.
Kuvittele esimerkiksi, että 1,0 mol HC2 liuotetaan 1 litraan liuotinta, saisimmeko konsentraation 1 mol / L kuten mitä tapahtui sokerin kanssa? Ei, koska HC2 ionisoituu vedessä seuraavasti:
HC3 → H+(tässä) + Cℓ-(tässä)
↓ ↓ ↓
1 mooli 1 mol 1 mol
1 mol / l 2 mol / l
Huomaa, että 1,0 moolia liuosta muodostui 2,0 moolia liukenevaa ainetta, mikä vaikuttaa liuoksen konsentraatioon ja siten osmoottisen paineen arvoon.
Katso toinen esimerkki:
FeBr3 → Fe3+ + 3 Br-
↓ ↓ ↓
1 mooli 1 mol 3 mol
1 mol / l 4 mol / l
Näitkö? Ioniliuosten pitoisuus vaihtelee liuenneesta aineesta toiseen, koska syntyvien ionien määrä on erilainen. Tällöin tämä määrä on otettava huomioon ioniliuosten osmoottista painetta laskettaessa.
Tästä syystä sinun on otettava käyttöön jokaiselle ioniliuokselle korjauskerroin, jota kutsutaan Van’t Hoff -kerroin (sen luojan kunniaksi) ja sitä symboloi kirjain “i”. Mainitun HC2-liuoksen Van’t Hoff -kerroin (i) on 2 ja FeBr-liuos3 é 4.
Ioniliuosten osmoottisen paineen laskemisessa käytetty matemaattinen lauseke on sama kuin molekyyliliuoksissa käytetty plus Van't Hoff -kerroin:
π = M. A. T. i
Katso tämä laskelma mainituista HC2- ja FeBr-ratkaisuista3 samassa lämpötilassa 0 ° C ja ottaen huomioon, että molempien liuosten pitoisuus on 1,0 mol / l.
HCℓ:
π = M. A. T. i
π = (1,0 mol / L). (0,082 atm. L. mol-1. K-1). (273 kt). (2)
π ≈ 44,8 atm
FeBr3:
π = M. A. T. i
π = (1,0 mol / L). (0,082 atm. L. mol-1. K-1). (273 kt). (4)
π ≈ 89,6 atm
Nämä laskelmat osoittavat, että mitä suurempi liuoksen pitoisuus on, sitä suurempi on osmoottinen paine.Tämä on järkevää, koska osmoosin taipumus esiintyä on suurempi, ja meidän on myös käytettävä suurempaa painetta voidaksemme pysäyttää sen.
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-pressao-osmotica.htm
